【備考2024】高考生物一輪情境突破課1 囊泡運輸及細(xì)胞自噬(共15張PPT)

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1囊泡運輸及細(xì)胞自噬

高考生物重難點情境突破課

情境一

信號識別與囊泡運輸

【命題情境】

(1)核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)之間的識別

信號肽假說認(rèn)為,經(jīng)典的蛋白分泌可通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)—高爾基體途徑進(jìn)行。如圖1所示,新生肽一端的信號肽與信號識別顆粒(SRP)結(jié)合,SRP通過與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的SRP受體(DP)結(jié)合,將核糖體—新生肽引導(dǎo)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。新生肽鏈通過易位子進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中進(jìn)行初步加工之后,SRP脫離,肽鏈繼續(xù)合成,結(jié)束后其信號肽被切除,核糖體脫落。肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中加工后被轉(zhuǎn)運到高爾基體,最后經(jīng)細(xì)胞膜分泌到細(xì)胞外。

圖1

(2)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體之間的識別

細(xì)胞內(nèi)部產(chǎn)生的蛋白質(zhì)被包裹于膜泡形成囊泡,囊泡被分成披網(wǎng)格蛋白小泡、COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡三種類型。三種囊泡介導(dǎo)不同途徑的運輸(圖2),其中COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡的識別和運輸過程如圖3所示:駐留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的可溶性蛋白的羧基端有KDEL序列,如果該蛋白被意外地包裝進(jìn)入轉(zhuǎn)運膜泡,就會從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸到高爾基體,此時高爾基體順面膜囊區(qū)的KDEL受體就會識別并結(jié)合KDEL序列將它們回收到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。

圖2

圖3

(3)受體介導(dǎo)的囊泡運輸

囊泡運輸是一種高度有組織的定向運輸,各類囊泡之所以能夠被準(zhǔn)確地運到靶細(xì)胞器或靶細(xì)胞,主要是因為靶細(xì)胞器或靶細(xì)胞上具有特殊的膜標(biāo)志蛋白,囊泡通過與特殊的膜標(biāo)志蛋白的相互識別,進(jìn)行囊泡運輸。

[命題設(shè)計]

(1)信號肽假說認(rèn)為,分泌蛋白首先在______________________上起始合成,當(dāng)多肽鏈延伸一段序列后,肽鏈一端的_______________與信號識別顆粒(SRP)結(jié)合,SRP通過與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的DP結(jié)合,將核糖體新生肽引導(dǎo)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。根據(jù)假說可推測,細(xì)胞內(nèi)的兩種核糖體_______________(填“能”或“不能”)相互轉(zhuǎn)化;內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的易位子屬于一種_______________。

(2)COPⅡ被膜小泡負(fù)責(zé)從____________(細(xì)胞器名稱)向______________運輸“貨物”。若定位在甲中的某些蛋白質(zhì)偶然摻入到乙中,則圖中的_______________可以幫助實現(xiàn)這些蛋白質(zhì)的回收。

(細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的)游離核糖體

信號肽

能

通道蛋白

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

高爾基體

COPⅠ

(3)為確定兩種參與某經(jīng)典分泌蛋白囊泡運輸?shù)幕虻墓δ?科學(xué)家篩選了兩種酵母菌突變體。與野生型酵母菌電鏡照片相比,Sec12基因突變體細(xì)胞中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)特別大;Sec17基因突變體細(xì)胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體間積累大量的未融合小泡。據(jù)此推測,Sec12基因編碼的蛋白質(zhì)參與___________

____________,Sec17基因編碼蛋白質(zhì)參與_________________________。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上

囊泡的形成

囊泡與高爾基體的融合

【突破訓(xùn)練】

(2023山東高考)高爾基體膜上的RS受體特異性識別并結(jié)合含有短肽序列RS的蛋白質(zhì),以出芽的形式形成囊泡,通過囊泡運輸?shù)姆绞綄㈠e誤轉(zhuǎn)運到高爾基體的該類蛋白運回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)并釋放。RS受體與RS的結(jié)合能力隨pH升高而減弱。下列說法錯誤是()

A.消化酶和抗體不屬于該類蛋白

B.該類蛋白運回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的過程消耗ATP

C.高爾基體內(nèi)RS受體所在區(qū)域的pH比內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的pH高

D.RS功能的缺失可能會使高爾基體內(nèi)該類蛋白的含量增加

答案:C

解析:根據(jù)題干信息可知,高爾基體產(chǎn)生的囊泡將錯誤轉(zhuǎn)運至高爾基體的蛋白質(zhì)運回內(nèi)質(zhì)網(wǎng),即這些蛋白不應(yīng)該運輸至高爾基體,而消化酶和抗體屬于分泌蛋白,需要運輸至高爾基體并運送至細(xì)胞外,所以消化酶和抗體不屬于該類蛋白,A項正確;細(xì)胞通過囊泡運輸需要消耗ATP,B項正確;根據(jù)題干信息“高爾基體膜上的RS受體特異性識別并結(jié)合含有短肽序列RS的蛋白質(zhì)”“RS受體與RS的結(jié)合能力隨pH升高而減弱”,可知如果高爾基體內(nèi)RS受體所在區(qū)域的pH比內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的pH高,則RS受體與RS的結(jié)合能力減弱,所以可以推測高爾基體內(nèi)RS受體所在區(qū)域的pH比內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的pH低,C項錯誤;通過題干信息“RS受體特異性識別并結(jié)合含有短肽序列RS的蛋白質(zhì),以出芽的形式形成囊泡,通過囊泡運輸?shù)姆绞綄㈠e誤轉(zhuǎn)運到高爾基體的該類蛋白運回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)并釋放”可知,如果RS功能缺失,則RS受體不能和錯誤的蛋白質(zhì)結(jié)合并將其運回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放,可能會使高爾基體內(nèi)該類蛋白的含量增加,D項正確。

情境二

細(xì)胞自噬

【命題情境】

細(xì)胞自噬是細(xì)胞通過溶酶體與包裹細(xì)胞自身物質(zhì)的雙層膜融合,從而降解細(xì)胞自身病變物質(zhì)或結(jié)構(gòu)的過程,是真核生物細(xì)胞內(nèi)普遍存在的一種自穩(wěn)機(jī)制。根據(jù)細(xì)胞內(nèi)底物進(jìn)入溶酶體腔方式的不同,可以把細(xì)胞自噬分為巨自噬、微自噬和分子伴侶自噬三種方式,具體過程如圖所示:

[命題設(shè)計]

(1)巨自噬過程中的底物通常是細(xì)胞中損壞的蛋白質(zhì)或________________,隔離膜的形成可來自高爾基體或___________。

(2)自噬體內(nèi)的物質(zhì)被水解后,其產(chǎn)物的去向是___________和___________。由此推測,當(dāng)細(xì)胞養(yǎng)分不足時,細(xì)胞“自噬作用”會___________(填“增強(qiáng)”或“減弱”)。

(3)溶酶體中含有多種水解酶,但是個別溶酶體破裂導(dǎo)致少量水解酶進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,并不會引起細(xì)胞損傷,推測出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是___________________________________________________________。

(4)從圖中可看出,分子伴侶—底物復(fù)合物形成后,將與溶酶體膜上的受體結(jié)合,該受體除了能__________________外,還能促進(jìn)底物分子去折疊,以保證底物分子順利進(jìn)入溶酶體。

線粒體等衰老、

損傷的細(xì)胞器

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

排出細(xì)胞外

再被利用

增強(qiáng)

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的pH高于溶酶體內(nèi)的pH,導(dǎo)致水解酶的活性降低

(特異性)識別復(fù)合物

【突破訓(xùn)練】

(多選)(2022鄒城期中)酵母菌液泡的功能類似于動物細(xì)胞的溶酶體,可進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)“消化”。API蛋白是一種存在于酵母菌液泡中的蛋白質(zhì),前體API(pro-API)蛋白進(jìn)入液泡后才能形成成熟蛋白(m-API)。已知前體API蛋白通過生物膜包被的小泡進(jìn)入液泡途徑分為饑餓和營養(yǎng)充足兩種情況(如圖),圖中自噬小體膜的分解需要液泡內(nèi)的相關(guān)蛋白酶。下列分析正確的是()

A.可以利用放射性同位素示蹤法研究API蛋白轉(zhuǎn)移的途徑

B.利用基因工程將酵母菌API蛋白基因?qū)氪竽c桿菌,可以得到成熟的API蛋白

C.自噬小泡的膜與液泡膜的融合體現(xiàn)了生物膜的功能特性

D.無論是饑餓情況下還是營養(yǎng)充足情況下,液泡中都可以檢測到成熟的API蛋白

答案:AD

解析:氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位,故可以利用放射性同位素標(biāo)記API蛋白的特有氨基酸,研究API蛋白轉(zhuǎn)移的途徑,A項正確。由于大腸桿菌是原核生物,不含液泡,而前體API蛋白必須在液泡內(nèi)才能成熟,故利用基因工程將酵母菌API蛋白基因?qū)氪竽c桿菌,不能得到成熟的API蛋白,B項錯誤。生物膜的功能特性是指選擇透過性,自噬小泡的膜和液泡膜的融合均體現(xiàn)了生物膜的流動性,即生物膜的結(jié)構(gòu)特點,C項錯誤。由題圖信息分析可知,